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Instrumentos Topográficos para Levantamentos

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UNIVERSIDADE DE UBERABA
GUILHERME SILVA CASTRO	
RELÁTORIO DE ATIVIDADES DE CAMPO REALIZADAS
 
UBERABA-MG
2017
UNIVERSIDADE DE UBERABA
GUILHERME SILVA CASTRO
RELÁTORIO DE ATIVIDADES DE CAMPO REALIZADAS
Trabalho apresentado à Universidade de Uberaba, como parte das exigências da disciplina Geomatica I, do quarto semestre dos cursos de Engenharia.
UBERABA – MG
2017
Introdução 	
	A grande descoberta com o passar dos séculos necessitou inovações tecnológicas, ao analisar a localização, meios de navegação, métodos de construção. Desse modo a representação do espaço, era tomada por meio de observações a olho nu, não tendo uma grande precisão no desenvolvimento de construções pela localização correta. Com o tempo teve a necessidade de técnicas e tipos de equipamentos, que facilitavam a obter os dados necessários em sua representação. A Topografia foi uma ciência apresentada com intuito de realizar as medições com grande precisão. A necessidade de obter conhecimento técnico a facilitar os grandes trabalhos de campo,desde o manuseio da instalação influenciando nas medidas obtidas ao levantamento de campo. 
	O objetivo principal da topografia é mostrar o levantamento (executar medições de ângulos, distancias, desníveis, cotas) tendo precisão de determinar a porção da superfície nas futuras edificações e pavimentos nas grandes cidades locadas por meio do levantamento topográfico e outros tipos de levantamento. O presente estudo é entendido como parte da Geodésia ciência que estuda as formas de dimensão da terra, contudo vale a pena destacar os tipos de trabalhos possíveis com essa ferramenta de trabalho desde a construção de estradas, pontes, viadutos, locação de obras, trabalhos de terraplanagem, monitoramento de estruturas.
	O levantamento Topográfico é dividido em duas partes: Levantamento planimétrico determinando a posição dos pontos ( X e Y) e o levantamento altimétrico, determina a cota ou a atitude de um ponto. A execução de dois levantamentos se da o nome de levantamento planialtimétrico.
	A topografia é muito utilizada nos trabalhos de campo de Engenharia sendo necessário obter as dimensões do terreno , antes de tudo de qualquer processo de solo, fundação. 
 
Instrumentos Topográficos 
Os instrumentos topográficos possuem variedades de marcas e modelos, e diferentes finalidades, o profissional deve saber qual instrumento topográfico é necessário para cada tipo de trabalho.
Os instrumentos e equipamentos utilizados nos levantamentos topográficos para a execução das aulas práticas, são diversificados, de acordo com a (figura 01) mostra o aparelho muito usado o teodolito variando entre matéria de sinalização, medição e tipo matéria auxiliar, que são o teodolito, prumo esférico, trena, nível, mira, baliza, prisma, estação total ou taqueômetro eletrônico, tripé, piquete, termômetro e barômetro, a seguir será explicado por tópicos cada tipo de equipamento utilizado:
Teodolito: édestinado a medir ângulos horizontais e verticais. Podem ser mecânicos ou eletrônicos 
Figura 01: Teodolito
Fonte: cstberger
Prumo esférico: utilizado para detectar a vertical do lugar e elevar o ponto. Pode ser adaptado num prisma ortogonal ou num tripé utilizada na construção civil, devido aos ângulos retos de acordo com a (figura 02).
Figura 02: Prumo 
Fonte: Instrumentos de Topografia
Trena: Utilizado para medição direta de distâncias. Podem ser fitas, fibra de vidro ou aço, tendo variações em suas medidas, geralmente utilizadas trenas de 30, 60 , 100 e 150 metros aos levantamentos topográficos. 
Figura 03 : Trena de levantamentos Topográficos
Fonte: UEFS
Nível: instrumento destinado a gerar um plano horizontal de referência para calcular os desníveis entre pontos, com utilização de levantamentos topográficos podendo ser automáticos ou digitais como mostra a (figura 04).
Figura 04: Nivelamento 
Fonte: gpsolution
Mira: utilizado para medir a distância vertical de um ponto até o plano horizontal do nível. 
Figura 4 Mira
Baliza: serve para elevar o ponto topográfico com o objetivo de torna-lo visível.
Figura 5 Baliza
Prisma: destinado a reflexão do sinal emitido por distanciometrô ou numa estação total.
Figura 6 Prisma
Estação total / ou taqueômetro eletrônico: é um instrumento eletrônico utilizado na medida de ângulos e distâncias.As Estações Totais de melhor qualidade são capazes de medir ângulos abaixo de 0,5, alguns modelos são robolizados permetindo controlar o equipamento por controle remoto
Figura 7 Estação Total
Tripé: O tripé é utilizado para sustentar outros equipamentos como por exemplo o teodolito, estação total, níveis.
Figura 8 Tripé
Piquetes: estacas de madeira de 4 cm X 4 cm, com comprimento de 15 a 30 cm, apontados em uma das extremidades, com finalidade a materialização de um ponto topográfico, sendo cavado ao solo ficando somente 3 ou 5 cm para fora, não podendo haver movimentos laterais 
Figura 9 Piquete
Termômetro: usado para a medição da temperatura que se destina a corrigir os valores obtidos no levantamento assim ele possui uma propriedade de variação a qual faz a variação da temperatura . 
Figura 10: Termômetro
Fonte: Soilcontrol
Barômetro: usado para a medição da pressão atmosférica devido a densidade que destina a correção dos valores obtidos no levantamento. A pressão atmosférica resultada em quanto a atmosfera pesa, assim quando a pressão está maior empurra , fazendo que o tubo de vidro tenha mais volume de mercúrio de acordo com a (figura 11). 
Figura 11: Barômetro 
Fonte: Instrumentos Topográficos 
Instalação do Teodolito Digital 
	A Instalação do aparelho passa por vários procedimentos de campo em Topografia sendo realizados com o auxílio de equipamentos como estações totais e teodolitos. Para que estes equipamentos possam ser empregados, os mesmos devem estar corretamente “estacionados” a um determinado ponto.
	Estacionar um equipamento informa o mesmo deverá estar nivelado e centrado sobre o ponto topográfico determinado ao levantamento. As medições somente poderão iniciar após estas condições serem verificadas. É muito comum diferente profissional terem a sua forma própria de estacionar o equipamento, porém, seguindo algumas regras simples, este procedimento pode ser efetuado de forma rápida e precisa.
Instalando o tripé e retirando o instrumento da Caixa
Ao estacionar o equipamento de medida a certo ponto topográfico, o primeiro passo é instalar o tripé sobre o ponto. Um ponto topográfico pode ser materializado de diversas maneiras, com o auxilio de piquetes, pregos ou chapas metálicas, entre outros. Na chapa metálica será encontrada uma marca (figura 12), que representa o ponto topográfico. Teoricamente, após o equipamento estar devidamente calado e centrado sobre o ponto, o prolongamento do eixo principal do equipamento passará por esta marcação sobre a chapa.
Figura 12 : Demarcação de Ponto
Fonte: Otopografo
	A uma maior segurança dos equipamentos é importante manter os equipamentos não utilizáveis, evitando deixá-los apoiados em pé, a uma melhor performece evitando cair e sofrer alguma avaria. O ideal é deixar os equipamentos sempre “deitados” no chão de acordo com a (figura 13). Com todas as averiguações feitas , é o momento de instalar o aparelho. 
Figura 13 – Disposição dos equipamentos enquanto não utilizados.
Fonte: Instrumentos topográficos
Após posicionado sobre a base do tripé, o equipamento deve ser fixo à base com o auxílio do parafuso de fixação . Enquanto o equipamento não estiver preso ao tripé, o mesmo deve sempre estar sendo segurado com uma das mãos para evitar que caia. O tripé deve ser aberto e posicionado sobre o ponto. Deve-se procurar deixar a base do tripé numa altura que posteriormente, com a instalação do instrumentode medida, o observador fique em uma posição confortável para manuseio e leitura do equipamento. A fundamentação de cravar bem as pontas das pernas do tripé para evitar que o mesmo se mova posteriormente durante as medições de acordo como mostra a analise do movimento de extensão entre o tripé e a extensão de acordo com a (figura 14).
Figura 14 : Movimento de extensão das pernas do tripé.
Fonte: O Topografo
CENTRAGEM E NIVELAMENTO
	Depois que o equipamento estar devidamente estabilizado ao tripé é importante realizar a centragem e o nivelamento do mesmo. Centrado o equipamento sobre um ponto significa que o mesmo por sua vez nivelado, o prolongamento do seu eixo vertical (também chamado principal), está passando exatamente sobre o ponto. Considerando a centragem do eixo vertical do equipamento deve-se folgar o parafuso de fixação do equipamento ao tripé assim deslocando suavemente o equipamento sobre a base do tripé o que indica na (Figura 15).
Figura 15 : Determinação de Centragem 
Fonte: Docslide
Os Procedimentos Iniciam analisando posteriormente o nível da bolha que encontra no teodolito, direcionando o aparelho até a bolha de nível circular estar imposta ao centro, com auxilio das mãos e a fixação dos pés ao aparelho direcionando o seu deslocamento assim que executar o movimento com a mão na bolha, redirecionando os pés ao movimento até que a bolha esteja centralizada.
- Nivelamento através da bolha de nível tubular; 
- Colocar o nível tubular paralelo a dois calantes; 
- Movimentar simultaneamente, ambos parafusos calantes, em sentido 
contrário porém realizando o mesmo percurso até centralizar a bolha; 
- Girar o teodolito 90o a direção anterior, em relação aos dois parafusos 
calantes; 
- Movimentar somente o parafuso calante oposto aos dois até centralizar a 
Bolha; 
- Repete-se o procedimento até que bolha esteja centralizada em todas as 
Direções; 
- Verificar se o prumo óptico encontra-se sobre o ponto topográfico; 
- Caso não se encontre, frochar com 3 voltas o parafuso fixador da base do 
Tripé à base do teodolito, deslocando a base do teodolito paralelamente aos 
Lados da base do tripé, até coincidir o prumo óptico com o ponto topográfico 
(eixo vertical do equipamento passando pelo ponto topográfico – um vetor 
(Imaginário).
Obtenção do Azimute de Referencia 
	E a direção que uma linha faz com a direção norte/sul, medidas do norte ou do sul, para a direita ou para esquerda. No Brasil medimos a partir do norte.
	Para levantamentos planos comuns (utilizados em áreas relativamente pequenas onde se considera a Terra como plana), os azimutes são geralmente medidos à partir o lado norte do meridiano. O valor de um azimute pode variar de 0 a 360°. Em levantamentos topográficos de terrenos são medidos ângulos e distâncias entre pontos que formam um alinhamento ou lados de uma poligonal os quais devem ter uma orientação segundo a linha norte/sul (azimute ou rumo)
	A orientação pode ser verdadeira (norte verdadeiro ou meridiano do elipsoide) se georreferenciada ou magnética, considerando a bússola como referência.
Figura 16: Obtençao de Azimutes de Referencia 
Fonte: Ebah
Levantamento Expedito a Trena 
A função desse tipo de levantamento é que se consista em se medir os alinhamentos componentes do perímetro, utilizando-se do método direto (trena ou corrente)
Além dos alinhamentos perimétricos, desse modo consegue maior entendimento entre as linhas e o contato ao desenho. As Linhas auxiliares têm a finalidade de demarcar e constituir triângulos que, sendo figuras indeformáveis, permitirão o confecciona mento da planta, servindo também para o processo de avaliação da área.
Equivale, em outras palavras, em se determinar a posição do ponto topográfico medindo-se três dimensões que representarão os lados de um triangulo que tem como um dos vértices aquele ponto. A posição desse ponto ficará determinada desde que se conheçam os comprimentos dos três lados do triângulo
Figura 17 :Demarcação de trena
Fonte: Ebah
	È necessário ao andamento das aferições a medida do centro de uma baliza até o centro de outra baliza instalada no levantamento, não passando do limite com trenadas maiores de 20,0 m a diminuir os erros. Depois de determinado iniciar pelo ponto mais alto ( zero da trena ) no terreno situado , assim achar a horizontal ( menor distância entre as duas linhas verticais ), sem o auxilio de nenhum ponto em apoiar a trena usada e por ultimo na sua finalização conferir corretamente a leitura do levantamento.
Cálculo dos ângulos internos a partir do Levantamento a trena
Levantamento de Poligonal Fechada Ângulos Internos
Levantamento de Poligonal Fechada com leitura de Mira
Calculo dos Azimutes em um Levantamento Planimetrico, Poligonal Fechada, Ângulos internos 
Tabela 01 : Levantamento de Campo Topográfico 
Fonte: Aula de campo Uniube 
	
Levantamento Planimétrico com calculo das cotas do terreno 
Tabela 02: levantamento de cotas 
Fonte : uniube
Exercícios 
Tabela 03: Levantamento Prático 
Fonte: Uniube 
Conclusão
	Uma das decisões mais importantes de um engenheiro civil é mapear melhor as regiões a serem construídas aos futuros terrenos, que geram grandes casas, prédios, vias de pavimentação, analisando da melhor forma do levantamento topográfico, desse modo é de grande importância utilizar técnicas corretas determinando uma fluidez nos fechamentos de suas poligonais corretamente, desde o inicio da instalação do aparelho no campo, determinando com maior precisão os desníveis, cotas do projeto, o tipo de aparelho. Antigamente o uso de aparelhos analógicos foi sendo usada com intuito de sofisticar os estudos a alteração do analógico foi sendo alterada pelo digital, com maior precisão aos grandes serviços em determinados tipos de trabalho sendo especificado pelas vigentes normas da ABNT. 
	A medida que a população vai aumentando os terrenos e locações vão sendo mais valorizados e a facilidade vai aumentando com maior possibilidade de analisar tamanho de terrenos e grandes precisões. O intuito do levantamento de campo com a utilização dos respectivos aparelhos e auxílios de outros são de forma importante a um melhor levantamento de campo. Cabe ao engenheiro conhecer os limites de acurácia possíveis na construção, no esquema da planta, sendo responsabilidade admitir todos os erros possíveis encontrados no levantamento e mínimas diferenças desse ponto trabalhando com valores altos, com precisões de cm , metros , milésimos, assim o levantamento topográfico tem como maior responsável a proficiência dos profissionais capacitados de realizar o levantamento, manuseando os instrumentos da melhor forma possível. 
	Portanto a necessidade de grandes precisões aos cálculos desde o inicio dos ângulos encontrados é fundamentalmente importante a alteração dos demais valores da tabela aos dados mostrados ao trabalho de levantamento prático da aula de Geomatica I, analisando todos os limites do levantamento topográfico comparando as correções realizadas por meio dos cálculos, com intuito de diminuir os erros do projeto. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Profª TemóteoAmansleone da Silva. Instrumentos de topografia, São Paulo, 2013. Disponível em: <https://engenhariacivilfsp.files.wordpress.com/2013/03/aula-topo-5-instrumentos.pdf>. Acesso em: 26 de junho 2017.
Prof. Paulo Carvalho, Prof. Márcia Macedo e Prof. Emília Rabanni.Instrumentos topográficos: planimetria – Disponível em:<http://topografiapoli.pbworks.com/w/file/fetch/77444972/MMacedo_TopoPlan_Instrumentos_Topograficos.pdf>. Acesso em: 26 de junho de 2017.
http://www.cartografica.ufpr.br/docs/topo2/apos_topo.pdf
Geomatica para engenheiros

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